汶川地震后公路邊坡治理加固方案
2011-11-22 來源：中國百科網(wǎng)
1、前言
“5.12”汶川大地震，地震震級為里氏8.0級，且屬淺源地震，破壞性極大，震區(qū)建筑物及及各種設施損毀嚴重。特別是公路，大部分公路均沿河道而行，且河流從水文地質年代來判定，均屬青壯年期，河床V型切割運動明顯，形成一條條深溝斷谷，河流則位于谷底，而開鑿修建的公路則往往位于谷腰“V”型的一側的中點處，形成了路的兩側一側為陡崖，直通河谷，一側則為高邊坡，直達山頂。該區(qū)地質構造活動一直較為頻繁，橫穿該區(qū)的龍山斷裂帶更是著名的“活動斷層”，故該區(qū)巖石經(jīng)長期擠壓、張拉等動力變質作用，節(jié)理、劈理等極為發(fā)育，且伴隨風化變質作用，使得該區(qū)巖石變得極其松散、破碎，即使在震前，公路邊坡處，松散、凸出的危石處處可見。強震后，高邊坡垮塌，形成的碎石土堆積體，象一座座小山，堆積于路面，或直通河谷，對公路和河流造成極大破壞。公路交通中斷，河流則形成一個個堰塞湖，對下游區(qū)域造成極大的安全威脅和隱患。對于堰塞湖及公路疏通，本文則不再作述，主要闡述公路疏通后，其松散堆積體邊坡的處理問題。
2、公路邊坡治理、加固
對于公路疏通后形成的邊坡，處理難度相當大，簡單的巖土施工難以完成，須綜合運用多種巖土設計方案，結合現(xiàn)代高科技施工方法，才能取得較為滿意的效果。
2.1初噴砼
采用高壓噴砼射技術，對松散堆積體邊坡沿坡面自上而下進行噴射，形成一暫時穩(wěn)定的砼邊坡面。噴射砼施工時安全工作相當重要，必要的時候，可沿山頂懸吊一層土工網(wǎng)至坡底，緊貼坡面，以保障施工人員安全，對于危石等也有必要去專門清除。
噴射前先將工作面上的雜草、浮石、松土等清理干凈,充分做好準備工作,再對坡面巖石薄薄噴一層水,使巖石表面濕潤后再送料噴射砼。砼配合比要準確,噴射砼時噴槍口與受噴面之間距離不宜過大或過小,一般保持在1.0m—1.5m為佳,避免因距離過大而影響受噴面混凝土的密實度,距離過小而造成過多的混合料反彈損失;噴射軸線與邊坡壁面的夾角應保持在45°—135°之間;噴射氣壓在0.3MPa—0.7MPa之間。當氣溫低于5℃或雨天時,不能噴射。對施工縫處理,先噴層要噴成楔形,后噴層在噴前先用水濕潤后再噴,以保證施工縫結合良好。噴射后要進行抹面,并加強養(yǎng)護,養(yǎng)護不少于7d,防止開裂,提高強度和表面光潔度。并檢查外觀質量,主要是噴層厚度要均勻,無漏噴、露筋、干裂、龜裂、脫離等現(xiàn)象。
2.2掛網(wǎng)噴砼
初噴砼完成后，將形成一相對穩(wěn)定的素砼邊坡，沿坡面掛設鋼筋網(wǎng)片，再用高壓砼噴射一道砼，形成剛度及結構較為穩(wěn)定可靠的鋼筋砼邊坡。
1.2掛網(wǎng)噴射混凝土的工作特性
概括地說，噴射混凝土支護主要的工作特性有及時性、粘結性、柔性和密封性。
（l）及時性。及時性指噴射混凝土支護可在邊坡開挖后幾小時內施作。初噴即開挖后立即噴一層3一5。m厚的混凝土，用以保護坡面。在實際施工中這一工序往往不被重視，特別是全程開挖時，由于噴漿工藝難以緊跟開挖作業(yè)，往往延誤初噴，使開挖面因雨水浸蝕或風化而坍塌。初噴混凝土還可使坡面光滑平整，根據(jù)坡面混凝土的裂紋還可判斷坡體是否發(fā)生失穩(wěn)。在鉆孔、下錨、注漿的工序中，目前一般都是整個坡面鉆孔完成后再下錨，然后再注漿。這對于一般軟質邊坡是可以的。但是對于高陡邊坡，鉆孔、下錨、注漿的工序應分段進行。即將整個坡面按長度分段，一段內的上述三道工序完成后，再進行下一段的三道工序。這樣，能做到及時封閉開挖坡面，及時加固坡體，確保開挖坡體的穩(wěn)定性。
（2）粘結性。噴射混凝土同邊坡巖體能緊密粘結，一般與巖石的粘結力在1MPa以上。粘結效應使在噴射混凝土與巖石結合面上傳遞剪應力、拉應力和壓應力。噴射混凝土充填邊坡巖體的節(jié)理裂隙，使被裂隙分割的巖塊聯(lián)結起來，保持巖塊間的咬合鑲嵌作用。它還能使不穩(wěn)定危巖的荷載得到轉移。一定厚度的噴層與邊坡巖體緊密貼合，形成“噴射混凝土一巖石”復合體系，能提高邊坡的穩(wěn)定性。
（3）柔性。如果支護太“剛”，則支護結構要承受相當大的變形壓力，不能充分利用地層抗力。反之，如果支護太“柔”，則會導致巖體松散，形成松散壓力，使支護趨于破壞。與邊坡巖體密貼的噴射混凝土則可以設計成既有一定支承抗力、又有良好柔性的支護結構。
（4）密封性。與普通澆注混凝土相比，噴射混凝土具有高水泥含量、低水灰比和大量封閉的毛細孔，使得它有高度的密封性，噴射棍凝土支護良好的不透水性，阻止或限制了水流從表層中流進，大大降低了潮濕空氣或水對巖體的侵蝕和由此伴生的潮解、膨脹與礦物變質，有利于保持巖體的固有強度，也提高了巖體的抗凍性。阻止了節(jié)理間充填物和斷層泥的流失，保持巖塊間的摩擦力，有助于巖層的穩(wěn)定噴射混疑土支護良好的氣密性，也能阻止化學腐蝕氣體的流動，實際上它起了保護殼的作用。
2.3靜壓注漿
注漿加固機理
靜壓注漿就是要讓水泥漿液在周圍土體中通過滲透、充填、壓密擴展形成漿脈。由于地層中土體的不均勻性,通過鉆孔向土中加壓注入一定水灰比的漿液,一方面注漿孔向外擴張形成園柱狀漿體,鉆孔周圍土體被擠壓充填,緊靠漿體的土體遭受破壞和剪切,形成塑性變形區(qū),離漿體較遠的土則發(fā)生彈性變形,鉆孔周圍土體的整個密度發(fā)生變化。另一方面隨著注漿的進行,土體裂縫的發(fā)展和漿液的滲透,漿液在地層中形成方向各異、厚薄不一的片狀、條狀、團塊狀注漿體,縱橫交錯的漿脈隨著其凝結硬化,造成樁土之間緊密而粗糙的接觸,沿注漿管形成一不規(guī)則的,直徑粗細相間的樁柱體。注漿管的不起拔可起到錨固作用。它不只是被動承擔圍巖轉移的部分應力,同時還能限制圍巖的變形,從而提高了帶錨巖體的總體破壞強度,改善了圍巖的整體力學性能。這樣與壓密的地基土形成復合地基共同作用起到控制沉降,提高承載力的作用。
在邊坡坡頂布設注漿鉆孔，要求自坡頂鉆至公路路面下3～5米標高，如坡頂無法擺設鉆機，則必須沿坡頂至坡底布設水平或斜注漿孔，注漿孔完成后，則可對其進行注漿，漿液采用純水泥漿液，不可用砂漿，因砂漿流動性及滲透性差，施工可成孔即進行注漿，也可完成鉆孔后再進行注漿。如不出現(xiàn)塌孔時，可不下袖筏漿管，讓漿液徹底滲透、流動，膠結松散石塊、巖石裂隙，如出現(xiàn)塌孔，建議下袖筏管進行灌注。
2.4錨桿（索）
注漿工作完成后，沿坡面布設水平或斜拉預應力錨桿（索），可采用擴大頭錨固端技術，因該區(qū)均為石土堆積體，普通錨桿錨固段抗撥力較低，恐難以滿足要求。擴大頭錨桿（索）技術讓錨桿的錨固段口徑加粗，而自由張拉段維持原口徑，可大大提高單錨（索）抗撥力。具體施工可通過對錨固端進行高壓旋噴而達到擴大錨徑的要求，應用高壓射流切割巖土體，使錨固端擴大而自由張拉段保持原孔徑不變。
2.5井字梁
由于處理后的高邊坡無法分臺、分級，雖經(jīng)注漿及錨桿加固，但其結構穩(wěn)定性尚不能滿足要求，須沿坡面縱橫設置井字梁，各錨桿（索）錨臺則固定在井字梁上。
3、結束語
邊坡經(jīng)噴砼、注漿、錨桿及進字梁等一系列施工后，形成一相對穩(wěn)固完整的巖土結構體系，共結構穩(wěn)定性比巖石邊坡穩(wěn)定，比之震前的公路邊坡更是有了質的飛躍。各工序施工均應按相應規(guī)范進行設計及施工，排水及抗震設防工作也應按相應規(guī)范進行。
